WO2016131857A1 - Method and apparatus for friction welding - Google Patents

Method and apparatus for friction welding Download PDF

Info

Publication number
WO2016131857A1
WO2016131857A1 PCT/EP2016/053339 EP2016053339W WO2016131857A1 WO 2016131857 A1 WO2016131857 A1 WO 2016131857A1 EP 2016053339 W EP2016053339 W EP 2016053339W WO 2016131857 A1 WO2016131857 A1 WO 2016131857A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
friction
workpieces
phase
friction welding
during
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/053339
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Manfred Menzinger
Stefan Ohm
Andreas Klett
Walter Weh
Erwin VÖTTERL
Original Assignee
Kuka Industries Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kuka Industries Gmbh filed Critical Kuka Industries Gmbh
Priority to EP16708090.2A priority Critical patent/EP3259094A1/en
Priority to US15/552,074 priority patent/US20180036834A1/en
Priority to CN201680010911.XA priority patent/CN107249808A/en
Publication of WO2016131857A1 publication Critical patent/WO2016131857A1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/12Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/12Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
    • B23K20/121Control circuits therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/12Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
    • B23K20/129Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding specially adapted for particular articles or workpieces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/22Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating taking account of the properties of the materials to be welded
    • B23K20/227Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating taking account of the properties of the materials to be welded with ferrous layer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/04Tubular or hollow articles
    • B23K2101/06Tubes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/02Iron or ferrous alloys
    • B23K2103/04Steel or steel alloys
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/02Iron or ferrous alloys
    • B23K2103/06Cast-iron alloys
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/18Dissimilar materials

Definitions

  • the invention relates to a method and apparatus for friction welding of workpieces having the features in the preamble of the process and
  • Such methods and devices for friction welding are known in practice. They are used for workpieces with relatively small diameters. In the friction phase, a constant friction pressure is used.
  • the invention solves this problem with the features in the method and device main claim.
  • a basic aspect of the invention provides that the
  • the pressing device of the friction welding device can be controlled accordingly.
  • the pressure range with the increase of initially about 5 N / mm 2 to 80 N / mm 2 is particularly favorable.
  • the features in the subclaims may relate to said basic aspect. They have particular advantages in connection with the specified pressure ranges, whereby they can also be used for other pressure ranges and thus combined.
  • Device for friction welding have the advantage that by changing and increasing the friction pressure during the friction phase, the heat conditions and heat influences in the process can be additionally and better controlled and optimized.
  • the heat input and the temperature profile close to the contact and
  • Cooling speed can be positively influenced.
  • Cooling rate such hardening and dynamic strength problems can be avoided or at least substantially reduced.
  • the friction pressure increase can be attributed to the heating and cooling properties of the
  • Carbon content is beneficial.
  • a Reibffyerhöhung can be done stepwise or staircase-like.
  • wave-like pressure fluctuations during the Reibdruckerhöhung are possible. It has also been found to be favorable when the friction pressure is changed and increased during most or all of the friction phase. In particular, from an initially low pressure level out of the
  • the claimed Reibsch bulktechnik has other advantages. In particular, it allows the friction welding of
  • the workpieces may have a frictional diameter of 200 mm or more, preferably 500-650 mm.
  • the workpieces may, during the rubbing phase (R) at the point of contact, e.g. with a
  • Peripheral speed of 5 m / sec or more, preferably 12-17 m / sec, are rotated relative to each other.
  • the friction pressure (p) and the drive speed can be adjusted and adjusted accordingly during the duration of the friction phase (R).
  • the low initial pressure causes the still rigid contacting
  • the workpieces are advantageously designed as tubes or have at least one tubular section in the region of the friction-welded connection.
  • Friction welding machine can start.
  • the friction welding pressure can then be gradually increased, the
  • connection area is a preferably slow Reibdruckanmaschinent and a high peripheral speed only a narrow contact and Liquefied connection area, whereby also melted material particles can be ejected. This is a heat loss and a homogenization of workpiece heating and a reduction of the
  • the friction welding device may have a control, with the implementation of the claimed method, a pressing device and a rotating device of the
  • Friction welding device are driven accordingly.
  • the controller can be programmable and can
  • a friction welding program in particular, include a friction welding program.
  • a technology database may be associated with which the friction welding parameters for a wide variety of
  • Reibsch usage screwmessern are formed as tubes. They are fastened in a workpiece holder in a suitable manner, in particular by means of a clamping device. For the transmission of high torque large radial clamping pressures are required, which load the workpiece.
  • the claimed arrangement of a support device supports these clamping pressures and avoids deformations of the workpiece.
  • the claimed Reibsch bulktechnik is especially for a rotating and circumferential relative movement of the workpieces of advantage. It can alternatively be used with appropriate adaptation in other friction welding techniques and kinematics of relative movement, in which, for example, the
  • Relative movement is oscillating and / or a linear component of motion and / or a pendulum motion or the like is present. in the subclaims are further advantageous
  • Figure 2 a diagram for the speed
  • Figure 3 a diagram for the speed
  • the invention relates to a method and a device (1) for the friction welding of workpieces (2, 3).
  • the workpieces (2, 3) can be of any type and size and can be made of any kind suitable for friction welding
  • the workpieces are designed as tubes or have at least one tubular section in the region of the friction-welded connection.
  • the workpieces (2,3) made of metal.
  • they are made of steel with a higher carbon content, which tends to harden at a higher cooling rate.
  • the workpieces (2, 3) can consist of the same or a different material.
  • Melting temperature and the thermal conductivity may be present.
  • the workpieces (2,3) have a very large effective diameter at the contact and connection point (4). This diameter is 200 mm or more.
  • the contact and connection point (4) This diameter is 200 mm or more.
  • Diameter over 350 mm more preferably in the range between 500 mm and 650 mm.
  • the workpieces (2, 3) to be joined are moved axially against one another along a central process axis (8) and pressed against them
  • Process axis (8) relative to each other and rotated circumferentially.
  • the workpieces (2, 3) are pressed axially against one another at the contact and connection point (4) with a certain friction pressure (p). Due to the frictional resistance, heat in the contact and
  • the workpieces (2, 3) are axially distanced, whereby the rotational movement of the one workpiece (2) starts. Then the workpieces (2,3) are axially approximated and brought into touching contact during feed, wherein by the axial pressure force (F) at the peripheral contact and connection region (4) a
  • Friction pressure (p) is applied.
  • a flying start of the feed takes place in the already rotating workpiece (2).
  • the beginning of the pressure increase with workpiece contact signals the actual position to
  • the zero position is for the control of the
  • the workpieces (2, 3) can first be brought into touching contact without relative rotation in order to detect the said zero position and the actual position via the increase in pressure. Then they are again distanced a piece, the relative rotation starts and at the same time the axial feed takes place. In both variants, the target speed (n) is reached when touched.
  • the friction phase (R) starts in which the workpiece edges at the contact and connection area (4) under the friction pressure (p) are plasticized by the heat and optionally a
  • FIG. 3 shows a diagram of the course of the friction pressure (p) and of the rotational speed (n) according to the known prior art in an application for large diameters and conventional friction
  • Peripheral speeds of about 3 m / sec. with a correspondingly dimensioned friction welding device The friction pressure (p) is already very high at the beginning of the friction phase (R) and remains constant during the friction phase.
  • a conventional pressure value is for example about 80 N / mm 2 .
  • the nominal or rated speed (n) is also constant after a start phase and is approx. 100 rpm.
  • Such a friction welding method with the conventional welding parameters (p, n) requires a very strong rotary drive and an oversized
  • the friction-effective diameter of the workpieces (2,3) is 560 mm.
  • the friction pressure (p) is significantly lower than in the prior art. It is for example at about 5 N / mm 2 . It initially stays at this low level for a certain amount of time and then ramps up and linearly up to a friction pressure of eg 80 N / mm 2 at the end of the friction phase (R).
  • the offset or the time delay up to the beginning of the pressure increase can with the start phase to
  • Friction pressure (p). At the end of the friction phase (R), the friction pressure is approximately the same as in the prior art according to FIG. 3.
  • Friction welding also the rated speed (s) of the
  • Rotary drive (6) higher than in the prior art of Figure 3. It is about 500 U / min. After completion of the start phase, it also remains constant until the end of the friction phase (R) and then preferably abruptly
  • the target ⁇ or rated speed (n) at the contact and connection area (4) has a peripheral speed of about 14.4 m / sec. It is much higher than in the prior art, where it is about 1 to 5 m / sec.
  • the friction pressure (p) is increased in a range between about 4 N / mm 2 and 100 N / mm 2 in the friction phase.
  • the friction pressure (p) is preferably continuously or continuously changed and increased.
  • the pressure increase can also be in a non-linear curve function
  • Connection area (4) vary. They are preferably at or above 5 m / sec. A range between 12 and 17 m / sec is preferred.
  • the specified speed (n) can be
  • two workpieces (2,3) are friction welded.
  • double-head friction welding machines are possible in which three or more workpieces are friction-welded together in one process.
  • the rotating device (6) has in the shown
  • a drive motor which rotates the arranged on a spindle workpiece holder (10) to the process axis (8).
  • This can be a direct drive or an intermediate gear drive.
  • the rotating device (6) may further comprise a braking device.
  • the rotary drive can be designed as a flywheel drive, in which the drive motor sets a flywheel in rotation about the process axis (8), which then in
  • Friction welding process brings the required kinetic energy.
  • the drive motor is in different
  • Embodiments preferably designed as a controllable and possibly adjustable electric motor. He can as
  • the pressing device (7) ensures the axial approach of the workpieces (2, 3) over the path (s) and the pressing force or friction force (F) acting thereby.
  • Pressing device (7) can be designed and arranged in any suitable manner for this purpose. It can generate axial tensile or compressive forces. In the illustrated and preferred embodiment, it is designed as a feed device (14). This has a feed drive (15) for the advance of the feed device (14).
  • the feed drive is e.g. designed as a hydraulic cylinder. Alternatively, as another linear drive, in particular as an electric spindle drive or the like. be educated.
  • the feed drive (15) is controllable and also controllable in conjunction with a suitable force and / or wegetzmden sensor.
  • the e.g. stationary on the frame (5) arranged and supported feed drive (15) by means of a rod-like feed member on an axially movable on the frame (5) mounted bracket (16).
  • the workpiece holder (11) is fixedly or releasably attached to the holder (16).
  • the workpiece holders (10,11) can in any order
  • Embodiments they are equipped with a clamping device (12), which respectively clamps the workpiece (2,3) radially from the outside or inside.
  • the clamping device (12) which respectively clamps the workpiece (2,3) radially from the outside or inside.
  • Clamping device (12) may e.g. have a chuck with two or more radially adjustable jaws.
  • a support device (13) can be arranged on a workpiece (2, 3) which opposes and counteracts the clamping device (12), wherein it supports the clamping forces and the workpiece (2, 3).
  • the support means (13) is e.g. arranged in the rotating workpiece (2), but can also be located on both or all workpieces (2,3). It can through the cavity of the workpiece (2,3) with the respective
  • the friction welding device (1) has a preferably programmable logic controller (9) which is connected to the various machine components,
  • the controller (9) controls the friction welding device (1) and its components in a corresponding manner to
  • Embodiments and variants are arbitrarily combined with each other and possibly also reversed.
  • Double-head friction welding devices are
  • one of the pressing device (7) advanced support (16) include a rotary drive (6), wherein between the rotating workpieces one or more further and preferably relatively non-rotatably held workpieces are arranged.
  • Pressing device (7) can also axially with both sides be connected to movable machine heads and move them axially and against each other and against a central support for a third or more workpieces.
  • a pressing device (7) can also be modified from FIG. 1 in a single-head friction welding machine
  • a feed device (14) are formed by cylinder with Gehauseanitati on this axially movable machine head or headstock.
  • the friction welding device (1) can in particular also be designed as a double single-head friction welding machine which has a common central and stationary support device or holder (16) with workpiece holders (11) on both sides and a mirror-image arrangement of
  • a pressing device (7) can in this and in other embodiments on the stationary or axial shown in Figure 1

Abstract

The invention relates to a method and apparatus for friction welding of workpieces (2, 3), which are softened and welded in a friction phase (R) with frictional contact and under frictional pressure (p) in a relative rotational movement about a process axis (8) through the effect of frictional heat. The frictional pressure (p) applied during axial advancement of one of the workpieces (3) is preferably ramped and increased during the friction phase (R).

Description

BESCHREIBUNG  DESCRIPTION
Verfahren und Vorrichtung zum Reibschweißen Method and apparatus for friction welding
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reibschweißen von Werkstücken mit den Merkmalen im Oberbegriff des Verfahrens- und The invention relates to a method and apparatus for friction welding of workpieces having the features in the preamble of the process and
Vorrichtungshauptanspruchs . Device main claim.
Derartige Verfahren und Vorrichtungen zum Reibschweißen sind aus der Praxis bekannt. Sie werden für Werkstücke mit relativ kleinen Durchmessern eingesetzt. In der Reibphase wird mit einem konstanten Reibdruck gearbeitet. Such methods and devices for friction welding are known in practice. They are used for workpieces with relatively small diameters. In the friction phase, a constant friction pressure is used.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine It is an object of the present invention to provide a
verbesserte Reibschweißtechnik aufzuzeigen. show improved friction welding technology.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im Verfahrens- und Vorrichtungshauptanspruch. The invention solves this problem with the features in the method and device main claim.
Ein Grundaspekt der Erfindung sieht vor, dass der A basic aspect of the invention provides that the
Reibdruck (p) während der Dauer der Reibphase (R) Friction pressure (p) during the duration of the friction phase (R)
verändert und erhöht wird. Die Andrückeinrichtung der Reibschweißvorrichtung kann entsprechend gesteuert werden. Der angegebene Druckbereich mit der Veränderung und is changed and increased. The pressing device of the friction welding device can be controlled accordingly. The specified pressure range with the change and
Erhöhung zwischen ca. 4 N/mm2 und 100 N/mm2 ist Increase between about 4 N / mm 2 and 100 N / mm 2
vorteilhaft. Der Druckbereich mit der Steigerung von anfänglich ca. 5 N/mm2 auf 80 N/mm2 ist besonders günstig. Alternativ kann es unter dem besagten Grundaspekt andere Druckbereiche, insbesondere höhere Endwerte des Reibdrucks geben. Die Merkmale in den Unteransprüchen können sich auf den besagten Grundaspekt beziehen. Sie haben in Verbindung mit den spezifizierten Druckbereichen besondere Vorteile, wobei sie auch für andere Druckbereiche einsetzbar und damit kombinierbar sind. Die Reibschweißtechnik, d.h. das Verfahren und die advantageous. The pressure range with the increase of initially about 5 N / mm 2 to 80 N / mm 2 is particularly favorable. Alternatively, under the said basic aspect, there may be other pressure ranges, in particular higher end values of the friction pressure. The features in the subclaims may relate to said basic aspect. They have particular advantages in connection with the specified pressure ranges, whereby they can also be used for other pressure ranges and thus combined. The friction welding technique, ie the method and the
Vorrichtung zum Reibschweißen, haben den Vorteil, dass durch die Veränderung und Erhöhung des Reibdrucks während der Reibphase die Wärmebedingungen und Wärmeeinflüsse im Prozess zusätzlich und besser gesteuert und optimiert werden können. Insbesondere kann durch den erst während der Reibphase ansteigenden Reibdruck die Wärmeeinbringung und das Temperaturprofil nahe an der Kontakt- und Device for friction welding, have the advantage that by changing and increasing the friction pressure during the friction phase, the heat conditions and heat influences in the process can be additionally and better controlled and optimized. In particular, by the increasing friction during the friction phase, the heat input and the temperature profile close to the contact and
Verbindungsstelle zwischen den Werkstücken derart Joint between the workpieces in such a way
beeinflusst werden, dass die sich auf die Aufhärtung auswirkende Maximaltemperatur und die be influenced that the effecting on the hardening maximum temperature and the
Abkühlgeschwindigkeit positiv beeinflusst werden können.  Cooling speed can be positively influenced.
Eine Verringerung der in den Bauteilen auftretenden A reduction in the components occurring in the components
Maximaltemperatur hat Vorteile für die Gefügeausbildung bei metallischen Werkstücken, insbesondere solchen aus Stahl mit einem höheren Kohlenstoffanteil , die bei höherer Abkühlgeschwindigkeit zum Aushärten und Verspröden neigen. Letzteres kann vor allem für reibgeschweißte Bauteile mit dynamischer Beanspruchung ungünstig für die Festigkeit und die Lebensdauer sein. Mit der verringerten Maximum temperature has advantages for the structure formation in metallic workpieces, in particular those made of steel with a higher carbon content, which tend to harden and embrittle at higher cooling rate. The latter can be unfavorable for the strength and the service life, especially for friction-welded components with dynamic loading. With the reduced
Abkühlgeschwindigkeit können solche Aufhärtungen und dynamischen Festigkeitsprobleme vermieden oder zumindest wesentlich gemindert werden. Der Reibdruckanstieg kann dabei an die Erwärmungs- und Abkühleigenschaften der Cooling rate, such hardening and dynamic strength problems can be avoided or at least substantially reduced. The friction pressure increase can be attributed to the heating and cooling properties of the
Werkstückmaterialien angepasst werden. Workpiece materials are adjusted.
Es hat sich als günstig herausgestellt, wenn der Reibdruck während der Reibphase stetig oder kontinuierlich erhöht wird. Dies kann in Form einer linearen Rampe erfolgen, was insbesondere bei Werkstücken aus Stahl mit höherem It has proven to be advantageous if the friction pressure is increased continuously or continuously during the friction phase. This can be done in the form of a linear ramp, which in particular for workpieces made of steel with higher
Kohlenstoffgehalt von Vorteil ist. Alternativ kann eine Reibdruckerhöhung stufenweise oder treppenartig erfolgen. Ferner sind wellenartige Druckschwankungen während der Reibdruckerhöhung möglich. Es hat sich ferner als günstig herausgestellt, wenn der Reibdruck während des größten Teils oder der gesamten Reibphase verändert und erhöht wird. Insbesondere kann von einem anfänglich niedrigen Druckniveau aus der Carbon content is beneficial. Alternatively, a Reibdruckerhöhung can be done stepwise or staircase-like. Furthermore, wave-like pressure fluctuations during the Reibdruckerhöhung are possible. It has also been found to be favorable when the friction pressure is changed and increased during most or all of the friction phase. In particular, from an initially low pressure level out of the
Druckanstieg verzögert bzw. mit einem zeitlichen Offset einsetzen. Am Ende der Reibphase ist der Reibdruck höher als am Anfang. Pressure increase delayed or use with a time offset. At the end of the friction phase, the friction pressure is higher than at the beginning.
Die beanspruchte Reibschweißtechnik hat weitere Vorteile. Insbesondere ermöglicht sie das Reibschweißen von The claimed Reibschweißtechnik has other advantages. In particular, it allows the friction welding of
Werkstücken mit einem deutlich größeren reibwirksamen Durchmesser an der Kontakt- und Verbindungsstelle als bisher üblich. Die Werkstücke können einen reibwirksamen Durchmesser von 200 mm oder mehr, bevorzugt 500 - 650 mm, haben.  Workpieces with a significantly larger effective diameter at the point of contact and connection than hitherto customary. The workpieces may have a frictional diameter of 200 mm or more, preferably 500-650 mm.
Außerdem kann mit einer hohen Drehzahl und einer gegenüber dem Stand der Technik deutlich erhöhten Moreover, it can be significantly increased with a high speed and one over the prior art
Umfangsgeschwindigkeit bei der Relativbewegung der Peripheral speed in the relative movement of
Werkstücke an der Kontakt- und Verbindungsstelle Workpieces at the contact and connection point
gearbeitet werden. Die Werkstücke können während der Reibphase (R) an der Kontaktstelle z.B. mit einer to be worked. The workpieces may, during the rubbing phase (R) at the point of contact, e.g. with a
Umfangsgeschwindigkeit von 5 m/sec oder mehr, bevorzugt 12 - 17 m/sec, relativ zueinander gedreht werden. Der Reibdruck (p) und die Antriebsdrehzahl können während der Dauer der Reibphase (R) entsprechend abgestimmt und angepasst sein. Die Reibscheißvorrichtung kann Peripheral speed of 5 m / sec or more, preferably 12-17 m / sec, are rotated relative to each other. The friction pressure (p) and the drive speed can be adjusted and adjusted accordingly during the duration of the friction phase (R). The Reibscheißvorrichtung can
entsprechend gesteuert werden. Der niedrige Anfangsdruck bewirkt bei den noch starren kontaktierenden be controlled accordingly. The low initial pressure causes the still rigid contacting
Werkstückrändern einen entsprechend geringen Workpiece edges a correspondingly low
Reibwiderstand. Mit zunehmender Reiberwärmung und  Frictional resistance. With increasing friction heating and
Plastifizierung der Werkstückränder kann der Reibdruck erhöht werden. Die Werkstücke sind vorteilhafterweise als Rohre ausgebildet oder haben zumindest einen rohrförmigen Abschnitt im Bereich der Reibschweißverbindung. Durch die beanspruchte Reibdruckerhöhung können schwächere Drehantriebe der Reibschweißvorrichtung eingesetzt oder alternativ Werkstücke mit einem deutlich vergrößerten Durchmesser an der Kontakt- und Verbindungsstelle Plasticizing the workpiece edges, the friction pressure can be increased. The workpieces are advantageously designed as tubes or have at least one tubular section in the region of the friction-welded connection. By the claimed Reibdruckerhöhung weaker rotary actuators of Reibschweißvorrichtung can be used or alternatively workpieces with a significantly larger diameter at the contact and connection point
reibgeschweißt werden. Bei der vorbekannten be friction welded. In the known
Reibschweißtechnik mit dem sehr hohen anfänglichen und während der Reibphase konstant bleibenden Reibdruck wäre bei Werkstücken mit großen Reibschweißdurchmessern das Widerstandsmoment zu hoch für normale Drehantriebe, so dass solche Werkstücke entweder nicht reibgeschweißt werden können oder hierfür eine sehr spezielle und  Reibschweißtechnik with the very high initial and during the friction phase constant friction pressure would be too high for normal rotary actuators workpieces with large Reibschweißdurchmessern the moment of resistance, so that either such workpieces can not be friction-welded or this is a very special and
überdimensionierte Reibschweißvorrichtung erforderlich ist . Durch die beanspruchte Reibdruckerhöhung beginnend mit einem deutlich niedrigeren Anfangsdruck kann das Oversized friction welding device is required. By the claimed Reibdruckerhöhung starting with a much lower initial pressure can
Widerstandsmoment zu Beginn der Reibphase soweit gemindert werden, dass der Drehantrieb einer konventionellen Resistance torque at the beginning of the friction phase are reduced so much that the rotary drive of a conventional
Reibschweißmaschine anlaufen kann. Der Reibschweißdruck kann dann allmählich erhöht werden, wobei das Friction welding machine can start. The friction welding pressure can then be gradually increased, the
Schwungmoment des laufenden Drehantriebs und/oder der Massen ausreicht, um den erhöhten Widerstand zu überwinden und die für die Reiberwärmung der Werkstücke erforderliche Relativdrehung und Wärmeeinbringung aufrechtzuerhalten. In der Anlaufphase kann es ferner günstig sein, den niedrigen Reibdruck zunächst eine gewisse Zeit konstant zu halten und dann erst zu erhöhen. Hierbei ist ebenfalls eine lineare Rampenfunktion vorteilhaft. Bei der erfindungsgemäßen Reibschweißtechnik kann trotz der großen Werkstückdurchmesser mit einer hohen Drehzahl von z.B. ca. 500 U/min gearbeitet werden. Dies führt wegen der Durchmessergröße zu deutlich höheren  Moment of inertia of the current rotary drive and / or the masses is sufficient to overcome the increased resistance and to maintain the required for the friction heating of the workpieces relative rotation and heat input. In the start-up phase, it may also be beneficial to first keep the low friction pressure constant for a certain time and only then to increase it. Here also a linear ramp function is advantageous. In the friction welding technique according to the invention, despite the large workpiece diameter, a high speed of e.g. about 500 U / min to be worked. This leads to much higher because of the diameter size
Umfangsgeschwindigkeiten am Kontakt- und Circumferential speeds at the contact and
Verbindungsbereich. Vorteilhafterweise wird mit einem bevorzugt langsamen Reibdruckanstieg und einer hohen Umfangsgeschwindigkeit nur ein schmaler Kontakt- und Verbindungsbereich verflüssigt, wobei auch angeschmolzene Werkstoffpartikel ausgeschleudert werden können. Damit gehen ein Wärmeaustrag und eine Vergleichmäßigung der Werkstückerwärmung sowie eine Minderung der Connection area. Advantageously, with a preferably slow Reibdruckanstieg and a high peripheral speed only a narrow contact and Liquefied connection area, whereby also melted material particles can be ejected. This is a heat loss and a homogenization of workpiece heating and a reduction of the
Maximaltemperatur am Kontakt- und Verbindungsbereich einher. Diese Effekte sind günstig für den Maximum temperature at the contact and connection area associated. These effects are favorable for the
Reibschweißprozess und den Wärme- und Energiehaushalt sowie die vorteilhafte gleichmäßige Material- und Friction welding process and the heat and energy balance and the beneficial uniform material and
Gefügeausbildung im reibgeschweißten Verbindungsbereich. Auch die vorerwähnte Abkühlgeschwindigkeit und das Structure formation in the friction-welded connection area. Also, the aforementioned cooling rate and the
Vermeiden von Aushärtungen und Versprödungen wird durch diesen Effekt positiv unterstützt. Preventing hardening and embrittlement is positively supported by this effect.
Die Reibschweißvorrichtung kann eine Steuerung aufweisen, mit der zur Umsetzung des beanspruchten Verfahrens eine Andrückeinrichtung und eine Dreheinrichtung der The friction welding device may have a control, with the implementation of the claimed method, a pressing device and a rotating device of the
Reibschweißvorrichtung entsprechend angesteuert werden. Die Steuerung kann programmierbar sein und kann Friction welding device are driven accordingly. The controller can be programmable and can
insbesondere ein Reibschweißprogramm beinhalten. Ferner kann eine Technologie-Datenbank hinzugeordnet sein, welche die Reibschweißparameter für unterschiedlichste in particular, include a friction welding program. In addition, a technology database may be associated with which the friction welding parameters for a wide variety of
Werkstückpaarungen oder Berechnungsgrundlagen für die Generierung und Berechnung solcher Reibschweißparameter enthält. Zudem kann eine Steuerung bzw. Regelung der axialen Vorschubwege und der Reibschweißverkürzungen sowie der Gesamtlänge des fertigen Schweißteils erfolgen. Workpiece pairings or calculation bases for the generation and calculation of such friction welding parameters contains. In addition, a control or regulation of the axial feed paths and Reibschweißverkürzungen and the total length of the finished welding part can be done.
Die Werkstücke, insbesondere solche mit sehr großen The workpieces, especially those with very large ones
Reibschweißdurchmessern, sind als Rohre ausgebildet. Sie werden in einer Werkstückaufnahme in geeigneter Weise befestigt, insbesondere mittels einer Spanneinrichtung. Für die Übertragung der hohen Momente sind große radiale Spanndrücke erforderlich, die das Werkstück belasten. Die beanspruchte Anordnung einer Stützeinrichtung stützt diese Spanndrücke ab und vermeidet Verformungen des Werkstücks. Die beanspruchte Reibschweißtechnik ist vor allem für eine drehende und umlaufende Relativbewegung der Werkstücke von Vorteil. Sie kann alternativ mit entsprechender Anpassung bei anderen Reibschweißtechniken und Kinematiken der Relativbewegung eingesetzt werden, bei denen z.B. dieReibschweißdurchmessern, are formed as tubes. They are fastened in a workpiece holder in a suitable manner, in particular by means of a clamping device. For the transmission of high torque large radial clamping pressures are required, which load the workpiece. The claimed arrangement of a support device supports these clamping pressures and avoids deformations of the workpiece. The claimed Reibschweißtechnik is especially for a rotating and circumferential relative movement of the workpieces of advantage. It can alternatively be used with appropriate adaptation in other friction welding techniques and kinematics of relative movement, in which, for example, the
Relativbewegung oszillierend ist und/oder eine lineare Bewegungskomponente und/oder eine Pendelbewegung oder dergleichen vorhanden ist. in den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Relative movement is oscillating and / or a linear component of motion and / or a pendulum motion or the like is present. in the subclaims are further advantageous
Ausgestaltungen der Erfindung angegeben. Embodiments of the invention indicated.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielhaft und schematisch dargestellt. Im Einzelnen zeigen: The invention is illustrated by way of example and schematically in the drawings. In detail show:
Figur 1 : eine Reibschweißvorrichtung Figure 1: a Reibschweißvorrichtung
schematischen Darstellung,  schematic representation,
Figur 2 : ein Diagramm für den Drehzahl- und Figure 2: a diagram for the speed and
Reibdruckverlauf über der Zeit gemäß  Reibdruckverlauf over time according to
Erfindung und  Invention and
Figur 3: ein Diagramm für den Drehzahl- und Figure 3: a diagram for the speed and
Reibdruckverlauf nach dem Stand der Technik.  Reibdruckverlauf according to the prior art.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung (1) zum Reibschweißen von Werkstücken (2,3) . The invention relates to a method and a device (1) for the friction welding of workpieces (2, 3).
Die Werkstücke (2,3) können von beliebiger Art und Größe sein und können aus beliebigen reibschweißgeeigneten The workpieces (2, 3) can be of any type and size and can be made of any kind suitable for friction welding
Werkstoffen bestehen. Vorzugsweise sind die Werkstücke als Rohre ausgebildet oder haben zumindest einen rohrförmigen Abschnitt im Bereich der Reibschweißverbindung. Vorzugsweise bestehen die Werkstücke (2,3) aus Metall. In den nachfolgenden Ausführungsbeispielen bestehen sie aus Stahl mit einem höheren Kohlenstoffgehalt , der bei einer höheren Abkühlgeschwindigkeit zum Aufhärten neigt.  Consist of materials. Preferably, the workpieces are designed as tubes or have at least one tubular section in the region of the friction-welded connection. Preferably, the workpieces (2,3) made of metal. In the following embodiments, they are made of steel with a higher carbon content, which tends to harden at a higher cooling rate.
Grundsätzlich können die Werkstücke (2,3) aus dem gleichen oder einem unterschiedlichen Material bestehen. In principle, the workpieces (2, 3) can consist of the same or a different material.
Unterschiede können insbesondere hinsichtlich der  Differences may be particularly in terms of
Schmelztemperatur und der Wärmeleitfähigkeit vorhanden sein. Beispielsweise können Werkstoffpaarungen von Stahl mit Gusswerkstoffen, insbesondere Metallguss mit Melting temperature and the thermal conductivity may be present. For example, material pairings of steel with cast materials, in particular metal casting with
Grafiteinlagerungen, aus Eisen- und Nichteisenmetallen und dgl . reibgeschweißt werden. Außerdem sind nichtmetallische Reibschweißpartner möglich. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel haben die Werkstücke (2,3) einen sehr großen reibwirksamen Durchmesser an der Kontakt- und Verbindungsstelle (4) . Dieser Durchmesser beträgt 200 mm oder mehr. Vorzugsweise liegt der Graphite inclusions, of ferrous and non-ferrous metals and the like. be friction welded. In addition, non-metallic friction welding partners are possible. In the embodiment shown, the workpieces (2,3) have a very large effective diameter at the contact and connection point (4). This diameter is 200 mm or more. Preferably, the
Durchmesser über 350 mm, besonders bevorzugt im Bereich zwischen 500 mm und 650 mm.  Diameter over 350 mm, more preferably in the range between 500 mm and 650 mm.
Zum Reibschweißen werden die zu verbindenden Werkstücke (2,3) entlang einer zentralen Prozessachse (8) axial gegeneinander bewegt und angedrückt sowie um die For friction welding, the workpieces (2, 3) to be joined are moved axially against one another along a central process axis (8) and pressed against them
Prozessachse (8) relativ zueinander und umlaufend gedreht. Bei der Relativdrehung werden die Werkstücke (2,3) an der Kontakt- und Verbindungsstelle (4) mit einem bestimmten Reibdruck (p) axial gegeneinander gedrückt. Durch den Reibwiderstand wird Wärme in die Kontakt- und Process axis (8) relative to each other and rotated circumferentially. During the relative rotation, the workpieces (2, 3) are pressed axially against one another at the contact and connection point (4) with a certain friction pressure (p). Due to the frictional resistance, heat in the contact and
Verbindungsstelle (4) eingebracht, die zur Aufheizung und zum Anschmelzen der Werkstücke (2,3) in diesen Bereich führt. Anschließend werden die Werkstücke (2,3) mit einem Stauchhub zusammengepresst , wobei die Relativdrehung zuvor oder gleichzeitig beendet wird. Joint introduced (4), which leads to the heating and melting of the workpieces (2,3) in this area. Subsequently, the workpieces (2,3) are pressed together with a compression stroke, the relative rotation is terminated before or simultaneously.
Zu Beginn des Reibschweißprozesses sind die Werkstücke (2,3) axial distanziert, wobei die Drehbewegung des einen Werkstücks (2) startet. Dann werden die Werkstücke (2,3) beim Vorschub axial angenähert und in Berührungskontakt gebracht, wobei durch die axiale Andrückkraft (F) am umlaufenden Kontakt- und Verbindungsbereich (4) ein At the beginning of the friction welding process, the workpieces (2, 3) are axially distanced, whereby the rotational movement of the one workpiece (2) starts. Then the workpieces (2,3) are axially approximated and brought into touching contact during feed, wherein by the axial pressure force (F) at the peripheral contact and connection region (4) a
Reibdruck (p) aufgebracht wird. Bei dieser Variante erfolgt ein fliegender Start des Vorschubs in das bereits drehende Werkstück (2) . Der Beginn des Druckanstieges bei Werkstückkontakt signalisiert die Ist-Lage der zu Friction pressure (p) is applied. In this variant, a flying start of the feed takes place in the already rotating workpiece (2). The beginning of the pressure increase with workpiece contact signals the actual position to
verschweißenden Werkstückstirnränder und wird in der welding workpiece front edges and is in the
Auswertung als sog. Null-Position gespeichert. Die Null- Position ist für die Steuerung bzw. Regelung der Evaluation stored as a so-called zero position. The zero position is for the control of the
Vorschubwege und der gewünschten Endlänge des Schweißteils sowie der Werkstückverkürzungen bedeutsam. In einer anderen Variante können die Werkstücke (2,3) zunächst ohne Relativdrehung in Berührungskontakt gebracht werden, um über den Druckanstieg die besagte Null-Position und die Ist-Lage zu detektieren. Anschließend werden sie wieder ein Stück distanziert, wobei die Relativdrehung startet und zugleich der axiale Vorschub erfolgt. In beiden Varianten ist bei Berührungskontakt die Soll- Drehzahl (n) erreicht. Feed paths and the desired final length of the welding part and the workpiece shortening significant. In another variant, the workpieces (2, 3) can first be brought into touching contact without relative rotation in order to detect the said zero position and the actual position via the increase in pressure. Then they are again distanced a piece, the relative rotation starts and at the same time the axial feed takes place. In both variants, the target speed (n) is reached when touched.
Ab dem Berührungskontakt mit Relativdrehung startet die Reibphase (R) , in der die Werkstückränder am Kontakt- und Verbindungsbereich (4) unter dem Reibdruck (p) durch die Wärme plastifiziert werden und gegebenenfalls ein From the contact contact with relative rotation, the friction phase (R) starts in which the workpiece edges at the contact and connection area (4) under the friction pressure (p) are plasticized by the heat and optionally a
Reibwulst radial an der Stelle (4) ausgeformt wird und die Werkstücke (2,3) entsprechend weiter axial aneinander angenähert werden. Am Ende der Reibphase kann die Reibwulst radially at the point (4) is formed and the workpieces (2,3) are further axially approximated to each other accordingly. At the end of the friction phase, the
Relativdrehung bzw. das drehende Werkstück (2,3) Relative rotation or the rotating workpiece (2,3)
abgebremst werden, wobei gleichzeitig oder kurz danach die axiale Andrückkraft (F) bei einem sogenannten Stauchhub deutlich erhöht wird. be braked, at the same time or shortly thereafter, the axial pressure force (F) is significantly increased in a so-called compression stroke.
Figur 3 zeigt hierzu ein Diagramm für den Verlauf des Reibdrucks (p) und der Drehzahl (n) gemäß des vorbekannten Standes der Technik bei einer Applikation für große reibwirksame Durchmesser und üblichen FIG. 3 shows a diagram of the course of the friction pressure (p) and of the rotational speed (n) according to the known prior art in an application for large diameters and conventional friction
Umfangsgeschwindigkeiten von ca. 3 m/sec. mit einer entsprechend dimensionierten Reibschweißvorrichtung. Der Reibdruck (p) ist gleich zu Beginn der Reibphase (R) schon sehr hoch und bleibt während der Reibphase konstant . Ein konventioneller Druckwert liegt z.B. bei ca. 80 N/mm2. Die Soll- oder Nenn-Drehzahl (n) ist nach einer Startphase ebenfalls konstant und liegt bei ca. 100 U/min. Ein solches Reibschweißverfahren mit den konventionellen Schweißparametern (p,n) erfordert einen sehr starken Drehantrieb und eine überdimensionierte Peripheral speeds of about 3 m / sec. with a correspondingly dimensioned friction welding device. The friction pressure (p) is already very high at the beginning of the friction phase (R) and remains constant during the friction phase. A conventional pressure value is for example about 80 N / mm 2 . The nominal or rated speed (n) is also constant after a start phase and is approx. 100 rpm. Such a friction welding method with the conventional welding parameters (p, n) requires a very strong rotary drive and an oversized
Maschinenauslegung . Das Diagramm von Figur 2 verdeutlicht das erfindungsgemäße Reibschweißverfahren. Das gezeigte Ausführungsbeispiel bezieht sich dabei auf Werkstücke (2,3) aus Stahl, bei denen zumindest ein Werkstück (2,3) einen erhöhten Machine design. The diagram of Figure 2 illustrates the Reibschweißverfahren invention. The embodiment shown here refers to workpieces (2,3) made of steel, in which at least one workpiece (2,3) increased
Kohlenstoffgehalt hat und aufhartungsanfällig ist. Der reibwirksame Durchmesser der Werkstücke (2,3) beträgt 560 mm . Zu Beginn der Reibphase (R) ist der Reibdruck (p) deutlich niedriger als beim Stand der Technik. Er liegt z.B. bei ca. 5 N/mm2. Er bleibt anfänglich über eine gewisse Zeit auf diesem niedrigen Niveau und steigt anschließend rampenförmig und linear bis zu einem Reibdruck von z.B. 80 N/mm2 am Ende der Reibphase (R) an. Has carbon content and is prone to harsh. The friction-effective diameter of the workpieces (2,3) is 560 mm. At the beginning of the friction phase (R), the friction pressure (p) is significantly lower than in the prior art. It is for example at about 5 N / mm 2 . It initially stays at this low level for a certain amount of time and then ramps up and linearly up to a friction pressure of eg 80 N / mm 2 at the end of the friction phase (R).
Der Offset bzw. die zeitliche Verzögerung bis zu Beginn des Druckanstieges kann mit der Startphase bis zum The offset or the time delay up to the beginning of the pressure increase can with the start phase to
Erreichen der Soll- oder Nenn-Drehzahl (n) korrelieren. Sobald die Soll-Drehzahl erreicht ist, steigt auch derReaching the target or rated speed (s) correlate. As soon as the setpoint speed is reached, so does the
Reibdruck (p) . Am Ende der Reibphase (R) ist der Reibdruck etwa gleich hoch wie beim Stand der Technik gemäß Figur 3. Friction pressure (p). At the end of the friction phase (R), the friction pressure is approximately the same as in the prior art according to FIG. 3.
Gemäß Figur 2 ist beim erfindungsgemäßen According to Figure 2 is in the inventive
Reibschweißverfahren auch die Nenn-Drehzahl (n) des Friction welding also the rated speed (s) of the
Drehantriebs (6) höher als beim Stand der Technik nach Figur 3. Sie beträgt ca. 500 U/min. Nach Beendigung der Startphase bleibt sie ebenfalls bis zum Ende der Reibphase (R) konstant und wird dann bevorzugt schlagartig  Rotary drive (6) higher than in the prior art of Figure 3. It is about 500 U / min. After completion of the start phase, it also remains constant until the end of the friction phase (R) and then preferably abruptly
abgebremst . slowed down.
In diesem Ausführungsbeispiel ergibt sich bei der Soll¬ oder Nenn-Drehzahl (n) am Kontakt- und Verbindungsbereich (4) eine Umfangsgeschwindigkeit von ca. 14,4 m/sec. Sie liegt wesentlich höher als beim Stand der Technik, wo sie ca. 1 bis 5 m/sec beträgt. Für andere Ausführungsbeispiele und Reibschweißpaarungen können sich andere Parameter ergeben. Vorzugsweise wird der Reibdruck (p) in einem Bereich zwischen ca. 4 N/mm2 und 100 N/mm2 in der Reibphase erhöht. Am Ende der In this embodiment results in the target ¬ or rated speed (n) at the contact and connection area (4) has a peripheral speed of about 14.4 m / sec. It is much higher than in the prior art, where it is about 1 to 5 m / sec. For other embodiments and friction welding pairings, other parameters may result. Preferably, the friction pressure (p) is increased in a range between about 4 N / mm 2 and 100 N / mm 2 in the friction phase. At the end of
Reibphase ist der Reibdruck auf jeden Fall höher als zuFrictional phase, the friction pressure is definitely higher than
Beginn. Abweichend vom gezeigten Ausführungsbeispiel kann der Reibdruck (p) in ein oder mehreren Stufen und Beginning. Deviating from the embodiment shown, the friction pressure (p) in one or more stages and
gegebenenfalls auch mit treppenartigen Sprüngen oder mit einer abgestuften Rampenfunktion ansteigen. Während der Reibphase (R) wird der Reibdruck (p) vorzugsweise stetig oder kontinuierlich verändert und erhöht. Der Druckanstieg kann auch in einer nicht-linearen Kurvenfunktion possibly also increase with stair-like jumps or with a stepped ramp function. During the friction phase (R), the friction pressure (p) is preferably continuously or continuously changed and increased. The pressure increase can also be in a non-linear curve function
verlaufen . Entsprechend der variablen reibwirksamen Durchmesser können die Umfangsgeschwindigkeiten am Kontakt- und run. According to the variable friction effective diameter, the peripheral speeds at the contact and
Verbindungsbereich (4) variieren. Sie liegen vorzugsweise bei oder über 5 m/sec. Bevorzugt wird ein Bereich zwischen 12 und 17 m/sec. Die vorgegebene Drehzahl (n) kann Connection area (4) vary. They are preferably at or above 5 m / sec. A range between 12 and 17 m / sec is preferred. The specified speed (n) can
entsprechend variiert werden. be varied accordingly.
Das vorgenannte Ausführungsbeispiel und die Abwandlungen beziehen sich auf das Reibschweißen mit einem The aforementioned embodiment and the modifications relate to the friction welding with a
kontinuierlichen motorischen Antrieb für die continuous motor drive for the
Relativbewegung und ein aktives Bremsen des motorischen Antriebs. Sie können für das Schwungradschweißen mit Relative movement and active braking of the motor drive. You can use for flywheel welding
Trägheitsmoment und abgeschalteten Drehantrieb Moment of inertia and switched off rotary drive
entsprechend anders aussehen. in der gezeigten und bevorzugten Ausführungsform weist die Reibschweißvorrichtung (1) ein Gestell (5) auf, an dem ein Maschinenkopf mit einer Dreheinrichtung (6) und einer gekoppelten Werkstückaufnahme (10) für das eine Werkstück (2) stationär oder axial beweglich angeordnet ist. Ferner ist am Gestell (5) eine Andrückeinrichtung (7) mit einer Werkstückaufnahme (11) für das andere Werkstück (3) angeordnet. Sie kann z.B. gemäß Figur 1 dem Maschinenkopf axial gegenüberliegend angeordnet sein. look different accordingly. in the shown and preferred embodiment, the Reibschweißvorrichtung (1) on a frame (5) on which a machine head with a rotating means (6) and a coupled workpiece holder (10) for the one workpiece (2) is arranged stationary or axially movable. Further, a pressing device (7) with a workpiece holder (11) for the other workpiece (3) is arranged on the frame (5). It can, for example, according to Figure 1 the machine head be arranged axially opposite one another.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel werden zwei Werkstücke (2,3) reibgeschweißt. In anderen und nicht dargestellten Abwandlungen sind sog. Doppelkopf-Reibschweißmaschinen möglich, in denen drei oder mehr Werkstücke miteinander in einem Prozess reibgeschweißt werden. In the embodiment shown, two workpieces (2,3) are friction welded. In other and not shown modifications so-called double-head friction welding machines are possible in which three or more workpieces are friction-welded together in one process.
Die Dreheinrichtung (6) weist im gezeigten The rotating device (6) has in the shown
Ausführungsbeispiel einen Antriebsmotor auf, der die auf einer Spindel angeordnete Werkstückaufnahme (10) um die Prozessachse (8) dreht. Dies kann ein Direktantrieb oder ein Antrieb mit zwischengeschaltetem Getriebe sein. Die Dreheinrichtung (6) kann ferner eine Bremseinrichtung aufweisen. Embodiment, a drive motor which rotates the arranged on a spindle workpiece holder (10) to the process axis (8). This can be a direct drive or an intermediate gear drive. The rotating device (6) may further comprise a braking device.
In einer anderen, nicht dargestellten Ausführungsform kann der Drehantrieb als Schwungradantrieb ausgebildet sein, bei dem der Antriebsmotor eine Schwungmasse in Drehung um die Prozessachse (8) versetzt, die dann im In another embodiment, not shown, the rotary drive can be designed as a flywheel drive, in which the drive motor sets a flywheel in rotation about the process axis (8), which then in
Reibschweißprozess die erforderliche kinetische Energie einbringt .  Friction welding process brings the required kinetic energy.
Der Antriebsmotor ist in den verschiedenen The drive motor is in different
Ausführungsformen vorzugsweise als steuerbarer und ggf. regelbarer Elektromotor ausgebildet. Er kann als Embodiments preferably designed as a controllable and possibly adjustable electric motor. He can as
Gleichstrommotor oder Wechselstrommotor, insbesondere als Drehstrommotor, ausgebildet sein. Die Andrückeinrichtung (7) sorgt für die axiale Annäherung der Werkstücke (2,3) über den Weg (s) und die dabei wirkende Andrückkraft oder Reibkraft (F) . Die DC motor or AC motor, in particular as a three-phase motor, be formed. The pressing device (7) ensures the axial approach of the workpieces (2, 3) over the path (s) and the pressing force or friction force (F) acting thereby. The
Andrückeinrichtung (7) kann hierfür in beliebig geeigneter Weise ausgebildet und angeordnet sein. Sie kann axiale Zug- oder Druckkräfte erzeugen. Im gezeigten und bevorzugten Ausführungsbeispiel ist sie als Vorschubeinrichtung (14) ausgeführt. Diese weist einen Vorschubantrieb (15) für den Vorschub der Pressing device (7) can be designed and arranged in any suitable manner for this purpose. It can generate axial tensile or compressive forces. In the illustrated and preferred embodiment, it is designed as a feed device (14). This has a feed drive (15) for the advance of the
Werkstückaufnahme (11) entlang der Prozessachse (8) auf. Der Vorschubantrieb ist z.B. als hydraulischer Zylinder ausgebildet. Alternativ kann als anderer linearer Antrieb, insbesondere als elektrischer Spindelantrieb oder dgl . ausgebildet sein. Der Vorschubantrieb (15) ist steuerbar und in Verbindung mit einer geeigneten kraft- und/oder wegaufnehmenden Sensorik auch regelbar.  Workpiece holder (11) along the process axis (8). The feed drive is e.g. designed as a hydraulic cylinder. Alternatively, as another linear drive, in particular as an electric spindle drive or the like. be educated. The feed drive (15) is controllable and also controllable in conjunction with a suitable force and / or wegaufnehmenden sensor.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel wirkt der z.B. stationär am Gestell (5) angeordnete und abgestützte Vorschubantrieb (15) mittels eines stangenartigen Vorschuborgans auf eine axial beweglich am Gestell (5) gelagerte Halterung (16) .In the embodiment shown, the e.g. stationary on the frame (5) arranged and supported feed drive (15) by means of a rod-like feed member on an axially movable on the frame (5) mounted bracket (16).
Die Werkstückaufnahme (11) ist an der Halterung (16) fest oder lösbar befestigt. The workpiece holder (11) is fixedly or releasably attached to the holder (16).
Die Werkstückaufnahmen (10,11) können in beliebig The workpiece holders (10,11) can in any
geeigneter Weise ausgebildet sein. In den gezeigten be suitably trained. In the shown
Ausführungsbeispielen sind sie mit einer Spanneinrichtung (12) ausgerüstet, welche jeweils das Werkstück (2,3) radial von außen oder innen einspannt. Die  Embodiments, they are equipped with a clamping device (12), which respectively clamps the workpiece (2,3) radially from the outside or inside. The
Spanneinrichtung (12) kann z.B. ein Spannfutter mit zwei oder mehr radial verstellbaren Spannbacken aufweisen. Clamping device (12) may e.g. have a chuck with two or more radially adjustable jaws.
Zur Abstützung der Spannkräfte kann an einem Werkstück (2,3) eine Stützeinrichtung (13) angeordnet sein, die der Spanneinrichtung (12) gegenüberliegt und entgegenwirkt, wobei sie die Spannkräfte und das Werkstück (2,3) In order to support the clamping forces, a support device (13) can be arranged on a workpiece (2, 3) which opposes and counteracts the clamping device (12), wherein it supports the clamping forces and the workpiece (2, 3).
abstützt. Die Stützeinrichtung (13) ist z.B. im drehenden Werkstück (2) angeordnet, kann sich aber auch an beiden oder allen Werkstücken (2,3) befinden. Sie kann durch den Hohlraum des Werkstücks (2,3) mit der jeweiligen supported. The support means (13) is e.g. arranged in the rotating workpiece (2), but can also be located on both or all workpieces (2,3). It can through the cavity of the workpiece (2,3) with the respective
Werkzeugaufnahme (10,11) verbunden und gehalten sein. Die Reibschweißvorrichtung (1) weist eine bevorzugt speicherprogrammierbare Steuerung (9) auf, die mit den verschiedenen Maschinenkomponenten verbunden ist, Tool holder (10,11) connected and held. The friction welding device (1) has a preferably programmable logic controller (9) which is connected to the various machine components,
insbesondere mit dem Drehantrieb (6) und dem in particular with the rotary drive (6) and the
Vorschubantrieb (15) sowie mit einer Sensorik, welche die beim Reibschweißen von den Reibschweißpartnern Feed drive (15) and with a sensor, which in the friction welding of the Reibschweißpartnern
zurückgelegten Wege und die einwirkenden Kräfte aufnimmt. Die Steuerung (9) steuert die Reibschweißvorrichtung (1) und deren Komponenten in entsprechender Weise zur the paths taken and the forces acting on them. The controller (9) controls the friction welding device (1) and its components in a corresponding manner to
Durchführung des vorgenannten Reibschweißverfahrens. Sie kann ein oder mehrere gespeicherte Reibschweißprogramme beinhalten. Sie kann auch eine Technologiedatenbank mit fertigen oder zu berechnenden Reibschweißparametern sowie eine geeignete Recheneinheit nebst Ein- und Implementation of the aforementioned friction welding process. It may include one or more stored friction welding programs. It can also be a technology database with finished or to be calculated Reibschweißparametern and a suitable arithmetic unit together with on and
Ausgabeschnittstellen aufweisen. Have output interfaces.
Abwandlungen der vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele und der genannten Varianten sind in beliebiger Weise möglich. Insbesondere können die Merkmale der verschiedenen Modifications of the above-described embodiments and the variants mentioned are possible in any way. In particular, the characteristics of the various
Ausführungsbeispiele und Varianten beliebig miteinander kombiniert und ggf. auch vertauscht werden. Embodiments and variants are arbitrarily combined with each other and possibly also reversed.
Insbesondere ist eine andere Kinematik der Relativbewegung zwischen den Werkstücken (2,3) und ein entsprechend andere konstruktive Gestaltung der Reibschweißvorrichtung (1) möglich . In particular, another kinematics of the relative movement between the workpieces (2,3) and a correspondingly different structural design of the friction welding device (1) is possible.
Bei anderen Reibschweißvorrichtungen, insbesondere In other Reibschweißvorrichtungen, in particular
Doppelkopf-ReibschweißVorrichtungen, sind  Double-head friction welding devices, are
Mehrfachanordnungen des Drehantriebs (6) und eine andere konstruktive Gestaltung der Andrückeinrichtung (7) möglich. Insbesondere kann eine von der Andrückeinrichtung (7) vorgeschobene Halterung (16) einen Drehantrieb (6) beinhalten, wobei zwischen den drehenden Werkstücken ein oder mehrere weitere und vorzugsweise relativ drehfest gehaltene Werkstücke angeordnet sind. Die Multiple arrangements of the rotary drive (6) and another structural design of the pressing device (7) possible. In particular, one of the pressing device (7) advanced support (16) include a rotary drive (6), wherein between the rotating workpieces one or more further and preferably relatively non-rotatably held workpieces are arranged. The
Andrückeinrichtung (7) kann auch mit beidseitigen axial beweglichen Maschinenköpfen verbunden sein und diese gegenseitig sowie gegen eine zentrale Halterung für ein drittes oder weitere Werkstücke axial bewegen. Eine Andrückanrichtung (7) kann sich ferner in Abwandlung von Figur 1 bei einer Einkopf-Reibschweißmaschine Pressing device (7) can also axially with both sides be connected to movable machine heads and move them axially and against each other and against a central support for a third or more workpieces. A pressing device (7) can also be modified from FIG. 1 in a single-head friction welding machine
abtriebseitig an einer stationären Halterung (16) on the output side on a stationary holder (16)
abstützen, wobei der besagte Maschinenkopf beim axialen Vorschub relativ zu dem an einer ortsfesten Halterung (16) befindlichen Werkstück (3) bewegt wird. In einer support, wherein the said machine head during axial feed relative to the on a stationary support (16) located workpiece (3) is moved. In a
Ausgestaltung kann eine Vorschubeinrichtung (14) durch Zylinder mit Gehauseanbindung an diesem axial beweglichen Maschinenkopf oder Spindelstock gebildet werden. Die Reibschweißvorrichtung (1) kann insbesondere auch als doppelte Einkopf-Reibschweißmaschine ausgebildet sein, die eine gemeinsame zentrale und stationäre Stützeinrichtung bzw. Halterung (16) mit beidseitigen Werkstückaufnahmen (11) und eine spiegelbildliche Anordnung von  Embodiment, a feed device (14) are formed by cylinder with Gehauseanbindung on this axially movable machine head or headstock. The friction welding device (1) can in particular also be designed as a double single-head friction welding machine which has a common central and stationary support device or holder (16) with workpiece holders (11) on both sides and a mirror-image arrangement of
Maschinenköpfen mit jeweils eigenem Drehantrieb (6) nebst Andrückeinrichtung (7) aufweist. Eine Andrückanrichtung (7) kann in dieser und auch in anderen Ausführungsformen an dem in Figur 1 gezeigten stationären oder axial Having machine heads, each with its own rotary drive (6) together with pressing device (7). A pressing device (7) can in this and in other embodiments on the stationary or axial shown in Figure 1
beweglichen Maschinenkopf mit dem Drehantrieb (6) Movable machine head with the rotary drive (6)
angeordnet sein und Zugkräfte ausüben. be arranged and exercise traction.
BEZUGSZEICHENLISTE LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Reibschweißvorrichtung 1 friction welding device
2 Werkstück  2 workpiece
3 Werkstück  3 workpiece
4 Kontaktstelle, Verbindungsbereich 4 contact point, connection area
5 Gestell 5 frame
6 Dreheinrichtung  6 rotating device
7 Andrückeinrichtung  7 pressing device
8 Prozessachse  8 process axis
9 Steuerung  9 control
10 Werkstückaufnahme  10 workpiece holder
11 Werkstückaufnahme  11 workpiece holder
12 Spanneinrichtung  12 clamping device
13 Stützeinrichtung  13 support device
14 Vorschubeinrichtung  14 feed device
15 Vorschubantrieb, Zylinder  15 feed drive, cylinder
16 Halterung  16 bracket
F Andrückkraft, Stauchkraft, Reibkraft p Reibdruck F pressing force, compression force, friction force p friction pressure
n Drehzahl n speed
s Vorschubweg s feed path
R Reibphase  R friction phase
S Stauchphase  S compression phase

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1.) Verfahren zum Reibschweißen von Werkstücken (2,3), die in einer Reibphase (R) unter Reibkontakt und mit einem Reibdruck (p) in einer Relativbewegung, insbesondere einer Relativdrehung um eine 1.) Process for friction welding of workpieces (2,3), in a friction phase (R) under frictional contact and with a friction pressure (p) in a relative movement, in particular a relative rotation about one
Prozessachse (8), durch Reibungswärme plastifiziert und verschweißt werden, dadurch  Process axis (8), plasticized by friction heat and welded, thereby
g e k e n n z e i c h n e t, dass der Reibdruck (p) während der Dauer der Reibphase (R) in einem Bereich zwischen ca. 4 N/mm2 und 100 N/mm2 verändert und erhöht wird. characterized in that the friction pressure (p) during the period of the friction phase (R) in a range between about 4 N / mm 2 and 100 N / mm 2 is changed and increased.
2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch 2.) Process according to claim 1, characterized
g e k e n n z e i c h n e t, dass die Werkstücke (2,3) als Rohre ausgebildet sind oder zumindest einen rohrförmigen Abschnitt im Bereich der  e, that the workpieces (2,3) are formed as tubes or at least one tubular portion in the region of
Reibschweißverbindung haben.  Reibschweißverbindung have.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch A method according to claim 1 or 2, characterized
g e k e n n z e i c h n e t, dass der Reibdruck (p) während der Reibphase (R) stetig, insbesondere in einer linearen Rampe, verändert und erhöht wird. 4.) Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch  e, that the friction pressure (p) during the friction phase (R) continuously, and in particular in a linear ramp, changed and increased. 4.) The method of claim 1, 2 or 3, characterized
g e k e n n z e i c h n e t, dass der Reibdruck (p) während des größten Teils oder der gesamten  e, that the friction pressure (p) during the greater part or the whole
Reibphase (R) kontinuierlich verändert und erhöht wird .  Frictional phase (R) is continuously changed and increased.
5.) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der 5.) Method according to one of the preceding claims, characterized in that the
Reibdruck (p) während der Reibphase (R) von  Friction pressure (p) during the friction phase (R) of
anfänglich 5 N/mm2 auf 80 N/mm2 gesteigert wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der initially 5 N / mm 2 is increased to 80 N / mm 2 . Method according to one of the preceding claims, characterized in that the
Reibdruck (p) entlang der Prozessachse (8)  Friction pressure (p) along the process axis (8)
aufgebracht wird.  is applied.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Method according to one of the preceding claims, characterized in that the
Werkstücke (2,3) im Anschluss an die Reibphase (R) in einer Stauchphase (S) mit einer erhöhten  Workpieces (2,3) following the friction phase (R) in a compression phase (S) with an elevated
Andrückkraft (F) axial gegeneinander gedrückt werden .  Pressing force (F) are pressed axially against each other.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass Werkstücke (2,3) mit einem reibwirksamen Durchmesser von 200 mm oder mehr, bevorzugt 500 - 650 mm, reibgeschweisst werden . Method according to one of the preceding claims, characterized in that workpieces (2, 3) with a friction-effective diameter of 200 mm or more, preferably 500-650 mm, are friction-welded.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass Werkstücke (2,3) aus Metall, insbesondere aus Stahl mit einem höheren Kohlenstoffgehalt , reibgeschweisst werden. Method according to one of the preceding claims, characterized in that workpieces (2, 3) made of metal, in particular of steel with a higher carbon content, are friction-welded.
10.) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die 10.) Method according to one of the preceding claims, characterized in that the
Werkstücke (2,3) während der Reibphase (R) mit einer Drehzahl (n) von ca. 500 U/min relativ zueinander gedreht werden. 11.) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die  Workpieces (2,3) during the friction phase (R) are rotated relative to each other at a speed (n) of about 500 U / min. 11.) Method according to one of the preceding claims, characterized in that the
Werkstücke (2,3) während der Reibphase (R) an der Kontaktstelle (4) mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 5 m/sec oder mehr, bevorzugt 12 - 17 m/sec, relativ zueinander gedreht werden. Workpieces (2,3) during the friction phase (R) at the contact point (4) with a circumferential speed of 5 m / sec or more, preferably 12-17 m / sec, are rotated relative to each other.
12. ) Vorrichtung zum Reibschweißen von Werkstücken (2,3), die in einer Reibphase (R) unter Reibkontakt und Einwirkung einer Andrückkraft (F) in einer 12.) Device for friction welding of workpieces (2,3), in a friction phase (R) under frictional contact and the action of a pressing force (F) in one
Relativbewegung, insbesondere einer Relativdrehung um eine Prozessachse (8), durch Reibungswärme plastifiziert und verschweißt werden, wobei die Reibschweißvorrichtung (1) Werkstückaufnahmen  Relative movement, in particular a relative rotation about a process axis (8), plasticized and welded by frictional heat, wherein the friction welding device (1) workpiece holders
(10,11), eine Relativbewegungseinrichtung (6), insbesondere eine Dreheinrichtung, und eine  (10,11), a relative movement device (6), in particular a rotating device, and a
Andrückeinrichtung (7) für die Werkstücke (2,3) sowie eine Steuerung (9) aufweist, dadurch  Pressing device (7) for the workpieces (2,3) and a controller (9), characterized
g e k e n n z e i c h n e t, dass die  There is no such thing as the
Andrückeinrichtung (7) derart gesteuert ist, dass der Reibdruck (p) während der Dauer der Reibphase (R) in einem Bereich zwischen ca. 4 N/mm2 und 100Pressing device (7) is controlled such that the friction pressure (p) during the duration of the friction phase (R) in a range between about 4 N / mm 2 and 100
N/mm2 verändert und erhöht wird. N / mm 2 is changed and increased.
13. ) Reibschweißvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch 13.) Friction welding device according to claim 12, characterized
g e k e n n z e i c h n e t, dass die  There is no such thing as the
Andrückeinrichtung (7) derart gesteuert ist, dass der Reibdruck (p) während der Dauer der Reibphase (R) von anfänglich 5 N/mm2 auf 80 N/mm2 gesteigert wird . 14.) Reibschweißvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass der Pressing device (7) is controlled such that the friction pressure (p) during the period of the friction phase (R) of initially 5 N / mm 2 to 80 N / mm 2 is increased. 14.) Friction welding device according to claim 12 or 13, characterized in that the
Reibdruck (p) während der Reibphase (R) stetig, insbesondere in einer linearen Rampe, erhöht wird. 15.) Reibschweißvorrichtung nach Anspruch 12, 13 oder 14, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die  Friction pressure (p) during the friction phase (R) steadily, in particular in a linear ramp, is increased. 15.) Friction welding device according to claim 12, 13 or 14, characterized in that it e e n e c i n e t that the
Andrückeinrichtung (7) derart gesteuert ist, dass der Reibdruck (p) während des größten Teils oder der gesamten Reibphase (R) kontinuierlich verändert und erhöht wird. Pressing device (7) is controlled such that the friction pressure (p) during the largest part or the entire friction phase (R) is continuously changed and increased.
16. ) Reibschweißvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Dreheinrichtung (6) und die Andrückeinrichtung (7) entlang der zentralen Prozessachse (8) 16). Friction welding device according to one of claims 12 to 15, characterized in that the rotating device (6) and the pressing device (7) are arranged along the central process axis (8).
angeordnet sind und wirken.  are arranged and act.
17. ) Reibschweißvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Andrückeinrichtung (7) derart gesteuert ist, dass die Werkstücke (2,3) im Anschluss an die 17.) Friction welding device according to one of claims 12 to 16, characterized g e k e n n e c i n e t that the pressing device (7) is controlled such that the workpieces (2,3) following the
Reibphase (R) in einer Stauchphase (S) mit einer erhöhten Stauchkraft (FS) axial gegeneinander gedrückt werden. 18.) Reibschweißvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Reibschweißvorrichtung (1) für Werkstücke (2,3) mit einem reibwirksamen Durchmesser von 200 mm oder mehr, bevorzugt 500 - 650 mm, ausgelegt ist.  Frictional phase (R) in a compression phase (S) with an increased compression force (FS) are pressed axially against each other. 18.) Friction welding device according to one of claims 12 to 17, characterized in that the friction welding device (1) for workpieces (2,3) with a friction effective diameter of 200 mm or more, preferably 500 - 650 mm, is designed.
19. ) Reibschweißvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Reibschweißvorrichtung (1) für Werkstücke (2,3) aus Metall, insbesondere aus Stahl mit einem höheren Kohlenstoffgehalt , ausgelegt ist. 19.) Friction welding device according to one of claims 12 to 18, characterized in that the friction welding device (1) for workpieces (2,3) made of metal, in particular made of steel with a higher carbon content, is designed.
20. ) Reibschweißvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Dreheinrichtung (6) derart gesteuert ist, dass die Werkstücke (2,3) während der Reibphase (R) mit einer Drehzahl (n) von ca. 500 U/min relativ 20.) Reibschweißvorrichtung according to any one of claims 12 to 19, characterized in that the rotating means (6) is controlled such that the workpieces (2,3) during the friction phase (R) at a speed (n) of about 500 U / min relative
zueinander gedreht werden.  be turned to each other.
21.) Reibschweißvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Dreheinrichtung (6) derart gesteuert ist, dass die Werkstücke (2,3) während der Reibphase (R) an der Kontaktstelle (4) mit einer 21.) Friction welding device according to one of claims 12 to 20, characterized in that the rotary device (6) is controlled such that the workpieces (2,3) during the friction phase (R) the contact point (4) with a
Umfangsgeschwindigkeit von 5 m/sec oder mehr, bevorzugt 12 - 17 m/sec, relativ zueinander gedreht werden . Reibschweißvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 21, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Reibschweißvorrichtung (1) für Werkstücke (2,3) ausgelegt ist, die als Rohre ausgebildet sind oder zumindest einen rohrförmigen Abschnitt im Bereich der Reibschweißverbindung haben. Reibschweißvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 22, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass eine Werkstückaufnahme (10,11) eine SpanneinrichtungPeripheral speed of 5 m / sec or more, preferably 12-17 m / sec, are rotated relative to each other. Friction welding device according to one of claims 12 to 21, characterized in that the friction welding device (1) is designed for workpieces (2, 3) which are designed as tubes or have at least one tubular section in the region of the friction-welded connection. Friction welding device according to one of claims 12 to 22, characterized in that a workpiece holder (10, 11) comprises a clamping device
(12) und eine am Werkstück (2,3) anordenbare (12) and one on the workpiece (2,3) can be arranged
Stützeinrichtung (13) zur Abstützung des Werkstücks (2,3) gegen die Spannkräfte aufweist. Supporting device (13) for supporting the workpiece (2,3) against the clamping forces.
PCT/EP2016/053339 2015-02-19 2016-02-17 Method and apparatus for friction welding WO2016131857A1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP16708090.2A EP3259094A1 (en) 2015-02-19 2016-02-17 Method and apparatus for friction welding
US15/552,074 US20180036834A1 (en) 2015-02-19 2016-02-17 Method and apparatus for friction welding
CN201680010911.XA CN107249808A (en) 2015-02-19 2016-02-17 Method and apparatus for friction welding

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015102353.9A DE102015102353A1 (en) 2015-02-19 2015-02-19 Method and apparatus for friction welding
DE102015102353.9 2015-02-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016131857A1 true WO2016131857A1 (en) 2016-08-25

Family

ID=55456750

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2016/053339 WO2016131857A1 (en) 2015-02-19 2016-02-17 Method and apparatus for friction welding

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20180036834A1 (en)
EP (1) EP3259094A1 (en)
CN (1) CN107249808A (en)
DE (1) DE102015102353A1 (en)
WO (1) WO2016131857A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107695508A (en) * 2017-10-10 2018-02-16 青海西矿杭萧钢构有限公司 A kind of assembling and welding method of steel pipe bundle
US11298781B2 (en) * 2019-05-23 2022-04-12 Fanuc Corporation Workpiece rotating appartus and robot system

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202014105432U1 (en) * 2014-11-12 2016-01-25 Kuka Systems Gmbh Pressure welding apparatus
JP7261799B2 (en) 2018-07-18 2023-04-20 シチズン時計株式会社 Machine Tools
GB201908479D0 (en) * 2019-06-13 2019-07-31 Rolls Royce Plc Joining method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0535888A1 (en) * 1991-09-28 1993-04-07 Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha Method for manufacturing a friction - welded valve
DE29922424U1 (en) * 1999-12-21 2001-05-03 Kuka Schweissanlagen Gmbh Friction welding device
DE10345042B3 (en) * 2003-09-27 2004-12-23 Göttling, Armin Friction welding device for welding two workpieces together comprises motor shaft which axially moves via linear bearings, and axial drive unit acting on shaft
EP1946877A1 (en) * 2007-01-17 2008-07-23 Georg Fischer Automotive AG Friction welding method and friction welded part

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4320074B2 (en) * 1999-01-20 2009-08-26 株式会社豊田自動織機 Friction welding method
DE29905633U1 (en) * 1999-03-31 2000-08-10 Kuka Schweissanlagen Gmbh Component preparation for a friction weld connection
DE102004062491A1 (en) * 2004-12-24 2006-03-23 Daimlerchrysler Ag Friction-welded component for pipeline has at least one part made of cast iron with spheroidal graphite
AT503471B1 (en) * 2006-03-21 2008-06-15 Evg Entwicklung Verwert Ges METHOD AND DEVICE FOR CONNECTING METALLIC ELEMENTS TO THE FRICTION WELDING METHOD
JP5290779B2 (en) * 2008-03-05 2013-09-18 株式会社豊田自動織機 Friction welding method
CN102806420B (en) * 2012-08-09 2014-10-29 哈尔滨工业大学 Novel machining method for improving strength of friction-welded joint of thin-wall tube
DE202012103219U1 (en) * 2012-08-24 2013-12-02 Kuka Systems Gmbh Pressure welding apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0535888A1 (en) * 1991-09-28 1993-04-07 Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha Method for manufacturing a friction - welded valve
DE29922424U1 (en) * 1999-12-21 2001-05-03 Kuka Schweissanlagen Gmbh Friction welding device
DE10345042B3 (en) * 2003-09-27 2004-12-23 Göttling, Armin Friction welding device for welding two workpieces together comprises motor shaft which axially moves via linear bearings, and axial drive unit acting on shaft
EP1946877A1 (en) * 2007-01-17 2008-07-23 Georg Fischer Automotive AG Friction welding method and friction welded part

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107695508A (en) * 2017-10-10 2018-02-16 青海西矿杭萧钢构有限公司 A kind of assembling and welding method of steel pipe bundle
US11298781B2 (en) * 2019-05-23 2022-04-12 Fanuc Corporation Workpiece rotating appartus and robot system

Also Published As

Publication number Publication date
US20180036834A1 (en) 2018-02-08
CN107249808A (en) 2017-10-13
DE102015102353A1 (en) 2016-08-25
EP3259094A1 (en) 2017-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1776205B1 (en) Method for friction welding components
WO2016131857A1 (en) Method and apparatus for friction welding
EP1169156A1 (en) Method and device for welding two work pieces
DE102008054824A1 (en) Method for producing a thread-forming screw
EP3049210B1 (en) Pressure welding device and pressure welding method using an advancing drive designed as an electro-hydraulic direct drive
EP0421019A1 (en) Method and device for joining plastic parts with ultrasonic waves
DE19630271C2 (en) Method for connecting a plasticizable workpiece to another workpiece
DE10330188A1 (en) Method and apparatus for pressure welding
DE102011079799B4 (en) Method for producing chassis components for commercial vehicles and axle unit
EP2173515B1 (en) Method of joining two components made of a metal material with strengthening and heat treatment of at least a part of at least one component before joining
EP2564969B1 (en) Friction stir welding method for connecting two panel-shaped workpieces
EP2323802B1 (en) Method of coating a surface of a workpiece with a relative motion between the workpiece and a coating element
EP0421018B1 (en) Method and device for welding of metallic work-pieces with ultrasonic waves
WO2001094048A1 (en) Cold rolling machine
EP2995411A1 (en) Device for stir welding
DE102019110664A1 (en) Method and device for friction current joining
EP3010678B1 (en) Welding device and welding method for welding workpieces using a rotating electric arc with heating of the workpieces after welding
EP2821156B1 (en) Device and method for forming components made of metallic materials
EP2296840A1 (en) Welding device and welding method having movable arc
EP2465635B1 (en) Method and device for creating a laser-welded seam
DE3115790A1 (en) Process for producing truss members
DE1627453C3 (en) Friction butt welding process for joining tubular workpiece parts
DE1615324C (en) Flash butt welding process and device for carrying out the process
DE102020108356A1 (en) Counterholder, device and method for friction stir welding
DE1935100B2 (en) Process for pipe bending and equipment for carrying out the process

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16708090

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15552074

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2016708090

Country of ref document: EP